《660MW超超臨界機(jī)組》教材.ppt

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1、超臨界機(jī)組專題安徽電力公司培訓(xùn)中心安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院何鵬第一部分概述電力發(fā)展趨勢(shì)2004年我國燃煤發(fā)電機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗為379克／千瓦時(shí)，與世界先進(jìn)水平相差50克／千瓦時(shí)至60克／千瓦時(shí)。因此，提高煤轉(zhuǎn)化效率，節(jié)約煤炭資源，是未來煤電發(fā)展的重要目標(biāo)，是實(shí)現(xiàn)煤電可持續(xù)發(fā)展的重要保障。提高電廠煤炭利用效率的途徑，主要是提高發(fā)電設(shè)備的蒸汽參數(shù)。隨著科技的進(jìn)步，煤電的蒸汽參數(shù)已由低壓、中壓、高壓、超高壓、亞臨界、超臨界、高溫超臨界，發(fā)展到了超超臨界和高溫超超臨界；發(fā)電凈效率也由低壓機(jī)組的20%，增加到了超超臨界機(jī)

2、組的48%；發(fā)電煤耗從500克/千瓦時(shí)下降到了250克/千瓦時(shí)。機(jī)組運(yùn)行壓力、溫度的提高帶來的變化是連鎖的，通常機(jī)組效率每提高1%，二氧化碳的排放就會(huì)減少2%。如果超超臨界機(jī)組能比常規(guī)亞臨界機(jī)組效率提高7%，二氧化碳的排放量就可以減少14%。據(jù)預(yù)測，到2020年，我國煤電裝機(jī)容量將新增2.4億千瓦，如果新增煤電機(jī)組的90%都采用超超臨界發(fā)電技術(shù)，那么我國每年可減少二氧化硫排放180萬噸左右，減少氮氧化物排放90萬噸左右，這相當(dāng)于2001年我國發(fā)電企業(yè)排放總量的23%。何為超臨界機(jī)組？有哪些特點(diǎn)？與同類比較優(yōu)點(diǎn)是什

3、么？超臨界機(jī)組是指火力發(fā)電廠機(jī)組主蒸汽壓力大于水的臨界壓力（22.12MPa）的機(jī)組。超臨界再分為常規(guī)超臨界（SC）（24MPa/540~560℃）和高效超臨界(超超臨界)機(jī)組（USC）（蒸汽溫度不低于593℃或蒸汽壓力不低于31MPa被稱為超超臨界）。蒸汽初參數(shù)與機(jī)組效率關(guān)系的一種估計(jì)從目前世界火力發(fā)電技術(shù)水平看，提高火力發(fā)電廠效率的主要途徑是提高蒸汽的參數(shù)，即提高蒸汽的壓力和溫度。發(fā)展超臨界和超超臨界火電機(jī)組，提高蒸汽的參數(shù)對(duì)于提高火力發(fā)電廠效率的作用是十分明顯的。如：亞臨界機(jī)組的蒸汽壓力及蒸汽溫度為17MP

4、a/540℃，其電廠效率為38%，供電煤耗為324克/kW.h;超臨界機(jī)組的蒸汽壓力及蒸汽溫度為25.5MPa/567℃，其電廠效率為41%，供電煤耗為300克/kW.h;超超臨界機(jī)組的蒸汽壓力及蒸汽溫度為25~31MPa/600℃，其電廠效率為48%，供電煤耗為256克/kW.h;國外已經(jīng)有蒸汽壓力及蒸汽溫度更高的機(jī)組，如高溫超超臨界機(jī)組，其壓力達(dá)到31MPa甚至更高，溫度達(dá)到700℃及以上，其電廠效率可達(dá)57%及以上，供電煤耗為216克/kW.h或更低。超臨界機(jī)組和亞臨界機(jī)組特點(diǎn)比較超臨界機(jī)組是指主蒸汽壓力高

5、于臨界壓力（22.13MPa）的鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組，它具有如下特點(diǎn)：(1）熱效率高、熱耗低。超臨界機(jī)組比亞臨界機(jī)組可降低熱耗～2.5％，故可節(jié)約燃料，降低能源消耗和大氣污染物的排放量。(2）超臨界壓力時(shí)水和蒸汽比容相同，狀態(tài)相似，單相的流動(dòng)特性穩(wěn)定，沒有汽水分層和在中間集箱處分配不均的困難，并不需要象亞臨界壓力鍋爐那樣用復(fù)雜的分配系統(tǒng)來保證良好的汽水混合，回路比較簡單。(3)超臨界鍋爐水冷壁管道內(nèi)單相流體阻力比亞臨界汽包爐雙相流體阻力低。(4)超臨界壓力下工質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱較亞臨界壓力的高。(5）超臨界壓力工質(zhì)

6、的比容和流量較亞臨界的小，故鍋爐水冷壁管內(nèi)徑較細(xì)，汽機(jī)的葉片可以縮短，汽缸可以變小，降低了重量與成本。(6）超臨界壓力直流鍋爐沒有大直徑厚壁的汽包和下降管，制造時(shí)不需要大型的卷板機(jī)和鍛壓機(jī)等機(jī)械，制造、安裝、運(yùn)輸方便。同時(shí)取消汽包而采用汽水分離器，汽水分離器遠(yuǎn)比亞臨界鍋爐的汽包小，內(nèi)部裝置也很簡單，制造工藝也相對(duì)容易，相應(yīng)地降低了成本。(7）啟動(dòng)、停爐快。超臨界壓力直流鍋爐不存在汽包上下壁溫差等安全問題，而且其金屬重量和儲(chǔ)水量小，因而鍋爐的儲(chǔ)熱能力差，所以其增減負(fù)荷允許的速度快，啟動(dòng)、停爐時(shí)間可大大縮短。一般在較

7、高負(fù)荷（80～100％）時(shí)，其負(fù)荷變動(dòng)率可達(dá)10％/min。(8)超臨界壓力鍋爐適宜于變壓運(yùn)行。(9）超臨界鍋爐機(jī)組的水質(zhì)要求較高，使水處理設(shè)備費(fèi)用增加，例如蒸汽中銅、鐵和二氧化硅等固形物的溶解度是隨著蒸汽比重的減小而增大，因而在超臨界壓力下，即使溫度不高，銅、鐵和二氧化硅等的溶解度也很高，為防止它在鍋爐蒸發(fā)受熱面及汽機(jī)葉片上結(jié)垢，超臨界鍋爐需100％的凝結(jié)水精處理，除鹽除鐵。(10）超臨界壓力鍋爐的蓄熱特性不及汽包爐，外界負(fù)荷變動(dòng)時(shí)，汽溫、汽壓變化快而必須有相當(dāng)靈敏可靠的自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，鍋爐機(jī)組的自控水平要求也較

8、高一些。超臨界機(jī)組也存在著一些不足：(1)超臨界壓力鍋爐由于參數(shù)高，鍋爐停爐事故的概率比亞臨界多，降低了設(shè)備的可用率和可靠性。另外，超臨界壓力鍋爐出現(xiàn)管線破裂和起動(dòng)閥泄漏故障時(shí)影響較大。(2)超臨界壓力鍋爐雖然熱效率高，但鍋爐給水泵、循環(huán)泵卻要消耗較多的電耗，壓力參數(shù)的提高又會(huì)增加系統(tǒng)的漏泄量，實(shí)際上對(duì)熱效率的提高和熱耗的減少都會(huì)有一定的影響。(3)超臨界壓力鍋爐為了保證